[发明专利]一种飞行时间距离测量系统及方法

说明书

本发明提出了一种用于校准飞行时间距离测量的系统及方法，所述飞行时间距离测量系统，包括：直方图统计模块，直方图校准模块，探测距离计算模块；所述直方图统计模块基于触发时间生成直方图；所述直方图校准模块用于对所述直方图峰值进行校准；所述探测距离计算模块基于对所述校准后的直方图获得探测距离。

技术领域

本申请涉及探测技术领域，特别涉及校准飞行时间距离测量系统的领域。

背景技术

飞行时间测距法(Time of flight，TOF)，其原理是通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。

而直接飞行时间探测(Direct Time of flight，DTOF)作为TOF的一种，DTOF技术通过计算光脉冲的发射和接收时间，直接获得目标距离，具有原理简单，信噪比好、灵敏度高、精确度高等优点，受到了越来越广泛的关注。

目前基于飞行时间法的激光雷达主要有机械式与非机械式两种，机械式通过旋转基座来实现360度大视场的距离测量，优点是测量范围大，但存在功耗高、分辨率及帧率低等问题。非机械式中面阵激光雷达在一定程度上可以解决机械式激光雷达的问题，其通过一次向空间上发射一定视场的面光束，并通过面阵接收器进行接收，因此其分辨率及帧率均得到了提升，另外由于无需旋转部件，更易于安装。尽管如此，面阵激光雷达仍面临一些挑战。

但随着对于探测距离需求的增长，现有的DTOF技术存在探测距离精度不高的问题。例如在DTOF的测距过程中由于发射光束的能量不同，光接收模块可能被发射光束的上升沿的回波触发，也可能被发射光束的峰值出的回波触发，在确定探测距离的时候不知道光接收模块的触发到底是谁的回波触发的，就会导致距离测量的精度下降。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种飞行时间距离测量的系统及方法，以解决现有的探测装置探测距离不够远的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种测量系统，包括：

直方图统计模块，直方图校准模块，探测距离计算模块；

所述直方图统计模块基于触发时间生成直方图；

所述直方图校准模块用于对所述直方图峰值进行校准；

所述探测距离计算模块基于对所述校准后的直方图获得探测距离。

可选地，当所述直方图的峰值触发时刻大于阈值的时候可以用固定值对所述直方图的峰值进行校准。

可选地，当所述直方图的峰值触发时刻小于阈值的时候可以用直方图校准函数对所述直方图的峰值进行校准。

可选地，所述的直方图校准函数可以是代表偏差与峰值触发率的对应关系也可以是插值函数。

可选地，所述峰值触发率为所述直方图中峰值触发次数和有效触发次数的比值。

可选地，所述的有效触发次数是指有效信号可以使用的观测数目或者有效的SPAD数目。

可选地，所述的有效触发次数可以根据背景光能量估计结果以及系统参数得到。

第二方面，本申请实施例提供了一种飞行时间距离测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于触发时间得到直方图；

对直方图的峰值进行校准；

由校准后的直方图获得探测距离。

可选地，当所述直方图的峰值触发时刻大于阈值的时候可以用固定值对所述直方图的峰值进行校准。